Astronomer har upptäckt en stam med ovanliga galaxer i det tidiga universum som växte hundratals gånger snabbare än deras moderna kusiner, vilket förklarar mysteriet om att det finns gigantiska svarta hål i tidiga epoker efter Big Bang, enligt en artikel publicerad i tidskriften Nature.
RIA Novosti / Alina Polyanina
”Vi letade efter en helt annan sak - vi försökte hitta spår av stjärnbildning i de galaxer där dessa svarta hål hittades. Istället lyckades vi hitta fyra andra objekt precis intill dem, stjärnorna formades i en bräckhastighet - flera hundra solmassor per år, säger Roberto Decarli från Institutet för astronomi i Heidelberg (Tyskland).
Det tros att centrum för de mest massiva galaxerna är hem för supermassiva svarta hål, vars massa kan variera från en miljon till miljarder gånger solens massa. Skälen till bildandet av dessa objekt är ännu inte helt tydliga. Forskare trodde ursprungligen att sådana föremål uppstod på samma sätt som deras normala "kusiner": till följd av stjärnornas gravitationskollaps och den efterföljande sammanslagningen av flera stora svarta hål.
Observationer av de första galaxerna i universum fick astrofysiker att tvivla på detta - det visade sig att de var bebodda av svarta hål med en massa av tiotals miljarder solar. Sådana föremål, som beräkningar visar, skulle helt enkelt inte ha tid att växa till en sådan storlek om de föddes små. Därför började vissa forskare tro att supermassiva svarta hål föds i mer exotiska scenarier - som ett resultat av kollaps av jätte moln av "rent" atomväte eller på grund av klumpar av mörk materia.
Så föreställde konstnären födelsen av ett svart hål i det tidiga universum. Foto: John Wise, Georgia Tech
Decarli och hans kollegor hittade ett möjligt svar på denna fråga genom att studera de mest avlägsna galaxerna där dessa svarta hål har hittats med ALMA-radioteleskopet, byggt på den chilenska höghöjdsplatån Chahnantor. Detta teleskop, förklarar författarna, kan spåra rörelserna till och med de kallaste gasmolnen från vilka stjärnor bildas, vilket gör att det kan användas för att direkt uppskatta frekvensen av stjärnbildningen.
Galaxerna som Decarli och hans kollegor försökte studera bildade för cirka 13 miljarder år sedan, bara några hundra miljoner år efter Big Bang. Det enorma avståndet till dem och det ljusa ljuset från kvasarer komplicerar avsevärt försöken att göra en folkräkning av stjärnor i dem och uppskatta massan av "stellar byggnadsmaterial", med fokus på spår av kol i deras spektrum.
Kampanjvideo:
Av denna anledning kunde astronomer inte se stjärnorna födas i de 25 galaxerna som de ursprungligen observerade, men de kunde följa denna process i angränsande "stjärnmetropoler", där svarta hål inte var så aktiva.
Som det visade sig bildas stjärnor i dem med en otänkbar hög hastighet - varje år föds flera stjärnor i dem, vars massa är flera hundra gånger högre än solens. Sådana stjärnor av stjärnbildningen och tillhörande tillströmning av kall materia till galaxer, som beräkningarna av författarna till artikeln visar, borde vara tillräckligt för att förklara bildandet av gigantiska svarta hål med en massa miljarder solar under de första miljarder åren av universumets liv.
